本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
章鱼拥有诸多谜团——其全面的伪装、聪明的吸盘、敏捷的大脑——其基因组肯定蕴藏着更多秘密（包括它如何再生其手臂——吸盘、神经和所有组织）。
“令人惊讶的是，在如此多生物体的基因组资源爆炸式增长的情况下，仍然没有可用的头足类动物组装基因组，”一个由 28 位国际研究人员组成的联盟在2012 年发表的一篇论文中概述了这个问题。
因此，该小组着手解决这个问题。他们创建了头足类动物测序联盟（“CephSeq”），该联盟正在努力对 10 种头足类动物物种的基因组进行测序，包括经过充分研究的普通章鱼（Octopus vulgaris）、实验室模型加州双斑章鱼（O. bimaculoides）和剧毒的蓝环章鱼（Hapalochlaena maculosa）——以及鱿鱼、墨鱼和鹦鹉螺的物种。其中一个小组正在努力研究加州双斑章鱼，并希望尽快发布基因组草图。
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但是，事实证明，章鱼基因组并不是最容易破解的代码。“头足类动物基因组庞大、复杂且充满重复序列，”作者指出。一些物种的基因组估计大小超过了人类基因组的大小。例如，加州双斑章鱼的基因组预计约为 32 亿个碱基对——与我们的大小相同。而蓝环章鱼的基因组预计将达到惊人的 45 亿个碱基对。（相比之下，我们毛茸茸的脊椎动物朋友普通家鼠的基因组约为 27 亿个碱基对。）最新的测序技术终于足够快，可以应对这一挑战。
为什么要深入研究如此黑暗、密集和令人困惑的领域？“头足类动物对科学很重要，包括细胞神经生物学、学习和记忆、神经行为学、生物材料工程、动物-微生物相互作用、发育生物学和基础分子生物学（如 RNA 编辑）等领域，”研究人员写道。事实上，尽管 RNA 编辑是在哺乳动物中发现的，但章鱼以惊人的高速度编辑其 RNA——然而，我们尚未找出确切的原因和方式。
此外，“获取基因组信息将极大地促进正在进行的研究，特别是通过基因发现，”研究人员指出。“头足类动物基因组学还将推动新的研究领域的创建，包括诸如再生和衰老等具有生物医学重要性的主题。” 例如，即将召开的一次会议包括一篇论文，重点介绍了利用遗传学从蓝环章鱼的假交替单胞菌属细菌中发现潜在的新天然化合物。其他近期研究正在将快速 DNA 条形码应用于不同的章鱼物种——特别是那些对渔业和新兴水产养殖业务感兴趣的物种。
章鱼来自地球上最多样化的动物门之一：软体动物门。拼凑头足类动物基因组将帮助研究人员了解头足类动物是如何进化得如此不同于其更不起眼的蜗牛和蛤蜊表亲的。它还将有助于揭示章鱼趋同进化的许多令人惊讶的元素，包括它们先进的心血管系统、高度分化的大脑和类似哺乳动物的眼睛。
此外，全面的基因组测序将有助于将头足类动物带入科学聚光灯下，成为真正的模式生物（想想大鼠、果蝇等）——这一发展还将引发关于如何以合乎伦理的方式研究这些聪明的无脊椎动物的进一步辩论。
最后，遗传信息将使研究人员能够更好地监测章鱼种群——特别是当它们受到捕捞、水产养殖和气候变化的影响时。正如今年早些时候发表的研究强调的那样，根据物理特征单独对形态多变、区域各异的章鱼进行分类极其困难。因此，基因指南将是更好地了解这些奇异动物的受欢迎补充。
要了解更多关于章鱼的内部和外部信息——包括其奇异而具有启示性的 RNA 编辑才能——请查看《章鱼！海洋中最神秘的生物》，现在也有平装本！
插图由伊万·菲利普森提供